ダウンサウジングエンジンは限界気味ですか？

Question

マツダのデミオは1300ccエンジンから排気量を増やして1500ccエンジンとすることで、実用燃費を向上させたそうです。また、直接は燃費性能向上を狙ったのではないのかもしれませんが、フォルクスワーゲンポロGTIも新型では排気量をアップしてきており、これも結果として実用燃費はアップしたようです。
最近では燃費性能をよくするため、各社ともターボを装着するなどしてダウンサイジングエンジンにして排気量を小さくしています。ドイツ車などはとても1400ccエンジンとは思えないほどボディザイズが大きい車両もありますが、燃費は意外とよくないようです。
排気量を小さくするという技術はもはや限界気味で、実用燃費をよくするためには、排気量アップも考えられていますか？

Answer 1

ban********さんへ

>ダウンサウジングエンジンは限界気味ですか？
飛んでも無い! 発展進化が遅過ぎて、買う物に困ってます私。f(^^;)

>実用燃費をよくするためには、
>排気量アップも考えられていますか？
皆さん躊躇無くアクセルを踏んじゃうんですかねぇ。加速余裕の確保から、排気量Upや圧縮比低下等がマツダであっても見られたりします。が、これも技術が発展途上ならではの事。
兎に角、緒に付いたばかり、これからの物、なのです。d(^^;)

* * *

先ず、「ダウンサイジング」とは何か?

エンジンは燃焼で得た高圧を膨張させて仕事に変換し、取り出す物である。
同じ「仕事」をさせるに当たっては、自然吸気大排気量よりも、過給で出力Upした分は排気量を減らしたエンジンの方が、効率が良く成る。
何故なら、排気量縮減によってピストンとシリンダーの擦動面積と言う、各種摩擦損中に占める割合の大きい物をガクッと減らせるから。
同じ出力、同じ「仕事」をするのでも、摩擦損という差っ引かれる「税金」が少ない。から効率が良く成るのです。d(^^;)

で、過給を活かす為に圧縮比を下げた。
圧縮比を低下させると一緒に、大事な膨張比も下げてしまった。から、膨張不足で高温なまま排気され、そこから熱を受けるエンジンは、過濃混合気や、もっと酷い時に気化潜熱さえ動員して、内側から冷やさざるを得なかった。
結果、過給 = 燃費激悪、という間違った定評が根付いてしまったのでした。
高膨張比を維持したまま、過給圧に応じて圧縮比だけ下げて行かねば。。。
これを可能にしたのが、弁駆動の可変機構な訳で、量産化され、採用される機種が増えて部品価格低下に成って来たので、チンケなTurboという速度型の特性の過給機でも、下スカをカバーしてダウンサイジング出来る様に成って来たのでした。
でも未だ不足。だし、羽根より軽い排ガスで重金属の羽根車を吹いて回そうと言うのだから、Turboラグ発生も不可避。
だったら、内部圧縮を持つ事で高効率な機械式過給機を使ったらどうか、という話に成るのでした。

「ダウンサイジング」コンセプトという呼び方が未だ無い頃に、低回転からの大トルクで一世を風靡、北米で大人気を博したのが
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%84%E3%83%80%E3%83%BB%E3%83%9F%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%8B%E3%82%A2

で、発案者に「リショルム過給でミラーサイクル、にはとても足りない、ショル過給ミサイクル」とクサされた
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%84%E3%83%80%E3%83%BBK%E5%9E%8B%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3#KJ-ZEM

であっても、世界初の実現だったのでした。
発案者はこのお方(-人-)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%BC%E5%9D%82%E5%BC%98

兼坂式ミラーシステムに拠るアトキンソンサイクルエンジン、では長ったらしいので略して K-ミラーサイクル、では、
・吸気弁閉じ時期可変機構を装備して、スロットルバルブを廃止し、出力と過給圧の制御をここへ集中させる
・理想の高膨張比14の実現
・内部圧縮を持つ事で高効率な機械式過給機の装備
によって、アイドル回転から大気圧の2倍という高過給圧を常用し、排気量を半分に減らす大胆なダウンサイジングを目指します。
高膨張比 + 可変圧縮比なので、燃料冷却を使わずに高過給圧を自己不正着火の心配無く掛けられます。し、高膨張比なのでディーゼルと比肩する様に成る。
走行時間の大半を占める部分負荷領域でも、スロットルが無く成るので、ディーゼルに負ける要因が消え失せる。。。

という構想・技術を考えたら、未だ未だ先は長いとしか言えません。兎に角未完成。d(^=^;)
一時的には排気量増で実用燃費に効く低回転域のトルク増強、という流れが現れるにしても、将来的にはそれは一時の仇花、と言える存在に成るでしょう。
Turboに代わる高効率な過給機が、安く買える様に成れば。そして、スロットル弁を廃止出来たら、もっと情勢は変わって来る筈なのでした。

中々難しい話だと思いますので、何か有ったら補足なさって下さいな。(^^)/~

質問者からのお礼コメント

非常にご丁寧に回答いただきありがとうございました。
大変参考になりました。

Answer 2

最近の欧州の流れで
適切な出力や燃費の高効率を求めてライトサイジングに移行してきてますからね
ゴルフ7も本国では1.4に代わり1.5が主力です
かといってダウンサイジングを止めるかと言ったらそうでもなく
わずか1.0のゴルフもあったりして
実質的に併売してる現状ですね
日本も基本的に欧州の流れを汲んでるので
ライトサイジングのモデルも増えて行くと思います

Answer 3

ダウンサウジングエンジンは限界気味ですか？

クラウンは
良いみたい
２０００＋ターボ

Answer 4

内燃機関の開発は今が出発点ですょ・・
完全に開発しきれてい無いのに、ハイブリット等に移行しているだけの事です

現在の多くのエンジン・オットーサイクル・エンジンの機構は古過ぎるのです。

オットー・サイクルは下図のL側の様に圧縮した以上は、点火させますがクランクのメーンジャーナル&ピンジャーナル&ピストンピンの成す角度は、粗一直線状で有効なトルクを発生出来る体制ではありません。

R図の様なスプリット・サイクル・エンジンにすると、最大のトルク発生点に於いて最大の燃焼圧が得られる点での、IGタイミングが設定出来るのでエンジン効率は非常に上がります。